研究課題
本研究では、カーボンナノチューブ用いて超高速・超小型・省電力・低コストの発光素子を開発することを目的としている。ここでは、半導体での電子・正孔再結合による発光素子および黒体放射による発光素子について検討する。その発光機構の解明と発光特性向上を進めるともに、光ファイバーでの光通信の実演やシリコン上への発光素子の集積化、光インターコネクトの実演を目的としている。本年度は、半導体カーボンナノチューブを用いた発光素子における発光機構解明と高輝度化、黒体放射発光素子における高速変調性機構の理論的解明について研究を進めた。半導体カーボンナノチューブ薄膜を用いた発光素子では、発光素子への様々なバイアス電圧・ゲート電圧において発光のスペクトルや偏光依存性を調べ、半導体CNT薄膜における励起・発光機構の詳細を調べた。その結果、得られた発光は、複数のピーク状の発光とわずかなブロードの黒体放射スペクトルの重ね合わせで説明できた。さらに、その発光は、偏光依存性を有しており、一次元物質からのEL発光が支配的であることが明らかとなった。黒体放射素子では、高速発光を理論的に解明するため、CNT薄膜をCNTアレーとモデル化し、CNTおよびSiO2基板中での熱伝導を熱伝導方程式をグリーン関数を用いて解析的に求めた。本手法により求めた熱伝導を元にCNT発光をシミュレーションしたところ、実験での発光時間分解測定結果を完全に説明することに成功し、デバイスモデル構築に成功した。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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化学工業
巻: 5月号, 65巻, 5号 ページ: 360-365
Nano Letters
巻: 印刷中 ページ: 印刷中
Appl. Phys. Lett
巻: 103 ページ: 143122
10.1063/1.4824207
